王庆中，王艳

（200093 上海市 上海理工大学 机械工程学院）

0 引言

随着汽车保有量快速增长，停车难问题日益突出，很多时候人们不得不将汽车停靠在无遮掩空地。汽车内部空间封闭，阳光热辐射作用下，车内温度迅速升高。据实验，夏天在阳光直射下，汽车内温度可达65 ℃[1]。这种温度会严重缩短汽车使用寿命，并且车内塑料或橡胶制品会释放出有毒气体，危害乘车人的身体健康。

汽车行进过程中，阳光热辐射会增加空调电能消耗，目前常用解决办法是在汽车前挡风玻璃上贴装一种节能隔热膜，它能在不影响玻璃采光的前提下，有效阻隔紫外光，降低红外光透射率，节省制冷能源消耗[2]。本文建立了汽车三维模型，在COMSOL 中运用表面辐射传热模块对汽车进行温度仿真。共模拟了完全暴露在阳光下、停靠在阴影处两种情况下汽车表面温度的分布。

1 汽车三维建模

汽车结构较为复杂，包含发动机、底盘、车身等，如果将这些结构全部建模，不仅会大大增加计算量，而且会导致在软件进行划分网格时产生错误。为了实现仿真计算，三维建模是忽略了汽车的细小结构和倒角，将汽车划分为车身骨架、透光玻璃、底盘、轮胎、座椅、钣金外壳6 个部分。图1 是汽车的三维装配模型。建模并装配完成后导入到COMSOL 中就可以进行仿真运算。

图1 汽车三维模型Fig.1 3D model of the automobile

2 温度场仿真

2.1 模型定义

对太阳、路面和汽车组成的系统进行建模，如图2 所示。汽车暴露在无遮掩的沥青路面上。此模型的主要热源是太阳，在COMSOL 中用“外部辐射源”来计算汽车温度场[3]。……